CN112697458A - 一种摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置及方法 - Google Patents

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CN112697458A CN202011486645.2A CN202011486645A CN112697458A CN 112697458 A CN112697458 A CN 112697458A CN 202011486645 A CN202011486645 A CN 202011486645A CN 112697458 A CN112697458 A CN 112697458A
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Abstract

本发明涉及一种摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置及方法，其装置包括托板底座、试验箱、测功机及惯量轴，所述托板底座与试验箱之间设有传感器，所述托板底座内设有丝杠座板、移动托板、电动缸；所述移动托板上安装电动缸，电动缸的出轴端与传感器和推/拉杆连接为一体，随电动缸同时运动；所述试验箱内设有离合器及输出轴，所述输出轴通过第一联轴器与测功机联接并同轴，所述测功机通过第二联轴器与惯量轴联接。所述托板底座远离试验箱的一端通过锁紧母及铜套将丝杠座板与手轮进行连接，通过手轮的左右旋转使移动托板前后移动。本发明的优点是，节约了人力、物力、时间，节约试验时间达到10倍以上。

Description

一种摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置及方法
技术领域
本发明属于摩托车离合器性能测试技术领域，具体涉及一种摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置及方法，在实验室条件下实现多品种多型式的离合器在同一台试验台进行耐久性性能试验功能。
背景技术
摩托车油浴式离合器的品牌繁多，测试设备的品牌也较多，但是多限于单机单功能，且一机多用具备多功能和全功能测试的综合性能试验台设备还未见问世。摩托车离合器是摩托车传动系统的功能元件，其性能指标比较多，例如开关性能、传动能力、分离结合特性等。由于它的品类繁多、几何尺寸各不相同，摩托车离合器是摩托车传动系统的功能元件，其性能指标比较多，例如开关性能、传动能力、保护特性等。由于它的特性决定，对摩托车油浴式离合器性能试验的试验台功能要求也很高，尤其是对离合器耐久性能功能进行测试时，按照行业标准考核离合器耐久性能的试验须在试验台上需进行8×104次离合试验，是否失效来考核离合器耐久性的传递性能。
这种试验在实际工作中不便于操作，按照这样要求进行试验计算，每天连续工作24小时，需要做27天，合计666.6小时，如果每天按连续工作8小时测试，还需要83天，采用该标准要求操作，考量离合器耐久性能的这种试验方法很不便于操作，太影响试验效率，在行业中实际考量离合器耐久性过程中所，普遍采取人为爬坡的方法进行，在4度32分的人为堆积的坡度上，（亦可增大角度和坡道长度，以增大阻力距考核大排量离合器），完全是依靠驾驶员驾驶摩托人为排档上坡衡量，坡道上反复启动，以能够爬坡的次数，越多越好，直至失效的实际路试进行考量离合器耐久性的品质，采用这样的方法的确能够现实，也易操作，但更主要的是人为因素太多，没有统一量化评定，考量精度不准确，试验技术水平太原始。故采取在试验台上进行8×104次离合试验和人为爬坡的方法衡量都不具备可考量性和可操作性，为了解决这一技术空白，本发明在研制的“摩托车油浴式离合器综合性能试验台” 设备上设置了模拟自动爬坡的耐久性性能测试机构装置，解决了以上述技术难题。可满足全部油浴式摩托车离合器耐久性性能的自动测试。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提供一种更易操作且节约人力、物力的摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置及方法，可以同机实现对油浴式手动离合器、油浴式自动离合器、油浴式双自动离合器等包括所有的油浴式离合器耐久性性能测试的全覆盖。实现在实验室条件下用试验台代替8×104次离合试验和驾驶员驾驶摩托车考核离合器耐久性能的试验功能。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置及方法，其特征在于，其装置包括托板底座、试验箱、测功机及惯量轴，所述托板底座与试验箱之间设有传感器，所述托板底座内设有丝杠座板、移动托板、电动缸；所述移动托板上安装电动缸，电动缸的出轴端与传感器和推/拉杆连接为一体，随电动缸同时运动；所述试验箱内设有离合器及输出轴，所述输出轴通过第一联轴器与测功机联接并同轴，所述测功机通过第二联轴器与惯量轴联接。
进一步的，所述托板底座远离试验箱的一端通过锁紧母及铜套将丝杠座板与手轮进行连接，通过手轮的左右旋转使移动托板前后移动。
进一步的，所述电动缸的出轴端通过第一圆螺母及锁紧螺栓、第一关节轴承、第一联接端钉将传感器和推/拉杆连接为一体，随电动缸同时运动。
进一步的，所述推/拉杆安装在试验箱的滑套内，并使其与输出轴同轴线，并在推拉杆前端安装推力小轴；被测离合器安装在输出轴前端的固定小轴上。
进一步的，所述输出轴由第一轴承、轴承套、第三圆螺母、压盖、第二轴承、第一轴承隔套、第一轴承压盖构成，固定在试验箱上并与推/拉杆同轴线。
进一步的，在所述惯量轴上安装制动盘，同时惯量轴安装在惯量座内；所述惯量轴上还装有第二轴承隔套、滚动轴承。
进一步的，制动器安装在制动器固定座上，惯量盘组合安装在惯量轴尾部，同时安装了惯量盘防护罩。
进一步的，所述传感器的两端通过第一联接端钉及第二联接端钉分别与电动缸的第一关节轴承及推/拉杆的第二关节轴承连接。
进一步的，所述第一联轴器及第二联轴器分别通过第一联轴器螺栓及第二联轴器螺栓与测功机同轴连接。
上述摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置的试验方法，包括以下步骤：
S1：输入信息：
1) 输入发动机启步挡转速换算到离合器上的转速；
2) 在4~12°坡道范围内输入离合器的坡道阻力矩；
3) 在1800CC排量范围内，输入摩托车满载质量的当量惯量配置；
4) 在1~4秒范围内，设置摩托车离合器试验结合时间；
5) 开发或研制的离合器可设置出试验用不同要求的坡道阻力矩及当量惯量；
S2：实施步骤：
1) 在试验箱内安装离合器，离合器安装在试验箱内的固定小轴上固定；
2) 通过手轮调整移动滑板使顶/拉轴顶住离合器、顶套轴承位置以不留间隙为准；并使箱内油位浸在离合器周围1/4处；
3) 锁紧电动缸后启动电动缸，使离合器分离1~3mm；
4) 动力源通过配对齿轮传给离合器，此时离合器为分离状态，输出端为静止状态；
5) 给测功机输入阻力矩，配置当量惯量；
6) 按规定要求启动电动缸，合上离合器（0.5秒-3秒，离合器结合时间可设置），使输出轴转速与给定的转速同步，为一次坡道启动完成；
7) 以此类推，连续进行；每分钟两次至离合器失效，计其启动爬坡次数的多少，来衡量离合器的耐久性特性；
8) 根据不同排量离合器的质量选择相适应的当量惯量和坡道阻力距， 或选择增大坡道阻力距和配置惯量的设置，可在4~12°坡道和1800CC排量范围内，自行设置耐久性试验参数进行试验。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明采取该模拟自动爬坡试验装置及其方法，排除了人为爬坡的不定量因素和气候条件的影响，在实验室条件下，在同一台试验台上实现多品种多型式的离合器进行自动模拟爬坡性能测试方式，完成耐久性性能试验，测试条件是一致的，操作是无外耒因素干扰的，数据的可靠性和一致性是得到了保证。本发明以机构装置完成自动摸拟爬坡功能进行离合器耐久性性能测试，试验载荷以测功机输入可设置，不受承重量的限制，不受离合器类型限制，在实验室条件下自动完成，这样就代替了在试验台上需进行8×104次离合试验，代替了人为驾驶摩托车在坡道上进行试验的艰苦劳动。节约了人力、物力、时间、节约试验时间达到10倍以上。并且排除了一切人为因素的影响，数据的可比性更为可靠。更易操作，且更具备量化考核的准确性和可操作的一致性。本发明摩托车油浴式离合器综合性能试验台可以同机实现对油浴式手动离合器、油浴式自动离合器、油浴式双自动离合器等包括所有的油浴式离合器耐久性性能测试的全覆盖。实现在实验室条件下用试验台代替8×104次离合试验和驾驶员驾驶摩托车考核离合器耐久性能的试验功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为摩托车离合器性能试验台自动模拟爬坡系统装置机构图；
图2为手动离合器安装在试验箱内的安装位置示意图；
图3为自动离合器安装在试验箱内的安装位置示意图；
图中：1.手轮，2.锁紧母，3.铜套，4.丝杠座板，5.锁紧螺栓，6.移动托板，7.托板底座，8.电动缸，9.第一圆螺母，10.第一关节轴承，11.第一联接端钉，12.传感器，13.第二联接端钉，14.第二关节轴承，15.第二圆螺母，16.推/拉杆，17.滑套，18.试验箱，19.推力小轴，20.离合器，21.固定小轴，22.输出轴，23.轴承套，24.第一轴承，25.第三圆螺母，26.压盖，27.第二轴承，28.第一轴承隔套，29.第一轴承压盖，30.第一联轴器螺栓，31.第一联轴器，32.测功机，33.第二联轴器，34.第二联轴器螺栓，35.惯量轴，36.制动盘，37.制动盘接手 38.第二轴承压盖，39.惯量座，40.惯量罩，41.惯量组合，42.惯量盘压紧盖，43.第二轴承隔套，44.轴承，45.制动钳及固定座，46-摆臂，47-离合器外罩，48-传动小轴，49-传动齿，50-拉力小轴，51-顶杆机构，52-拉杆。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例只作为对本发明的说明，不作为对本发明的限定。
如图1-3所示的一种摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置及方法，可以同机实现对油浴式手动离合器、油浴式自动离合器、油浴式双自动离合器等包括所有的油浴式离合器耐久性性能测试的全覆盖。实现在实验室条件下用试验台代替8×104次离合试验和驾驶员驾驶摩托车考核离合器耐久性能的试验功能。
一、试验台模拟自动爬坡机构装置：
手轮1安装在铜套3上与丝杠座板4连接，可通过手轮1的左右旋转使移动托板6前后移动。移动托板6上安装有电动缸8，电动缸8的出轴端通过圆螺母9、15，锁紧螺栓5，关节轴承10、14，联接端钉11、13，将拉（压）传感器12和推/拉杆16连接为一体，可随电动缸8同时运动（前顶后拉）。推/拉杆16安装在试验箱18的滑套17内，并使其与输出轴22同轴线，并在推/拉杆16前端安装有推力小轴19。（因为离合器类型较多，有压开式和拉开式两种型式。故推力小轴具有拉、压两种型式，视不同离合器而调整）被测离合器安装在输出轴22前端的固定小轴21上，输出轴22由第一轴承24、轴承套23、第三圆螺母25、压盖26、第二轴承27、第一轴承隔套28、第一轴承压盖29构成，固定在试验箱18上并与推杆同轴线。输出轴22通过第一联轴器31与测功机32联接并同轴，测功机又通过第二联轴器33与惯量轴35联接。在惯量轴35上安装了制动盘36，同时惯量轴35安装在惯量座39内。惯量轴35上还装有第二轴承隔套43、滚动轴承44。惯量轴35外侧设有第二轴承压盖38，制动盘36外部设有制动盘接手37。制动器安装在制动器固定座45上，惯量盘组合41安装在惯量轴35尾部，同时安装了惯量盘防护罩40；惯量盘组合41外部设有惯量盘压紧盖42。以上机构可通过专用的控制软件，在试验室条件上完成模拟自动爬坡的试验。
对于摩托车离合器使用耐久性的考量，按照行业标准QC/T66-2014，5.8规范要求，作离合器耐久试验为依据；
坡道阻力距：公式1 MT =9.81mψRT/ i
式中：MT-坡道阻力距，N·m
m-摩托车最大总质量，kg；
ψ-坡到阻力系数（ψ=fcosα +sinα滚动阻力系数f=0.15；）
RT-驱动轮滚动半径m；
α-坡道度数，α=4°35´
当量惯量；公式2； J= mRT²/i²
式中：J-摩托车最大质量时常用起步档在坡道角度为
4°35´的坡道上起步时的当量惯量，kg·m²；
m-摩托车最大总质量，kg； RT-驱动轮滚动半径，m；
i-摩托车处于常用起步档时，从离合器到驱动轮的总传动比
该测试技术确定在摩托车油浴式离合器用综合性能试验台中实现，将离合器20安装在试验台试验箱18的输出轴22上，该轴相当于摩托车发动机内的主轴，将离合器20的转速设置为发动机起步档的相应转速，由主电机输入给离合器20，因为在人为掌控摩托车进行爬坡试验时选择的坡道为；
4°35´度，所以可以按照公式；1计算坡道阻力距MT大小，在测功机32上预先设置阻力距（以励磁电流完成），再按公式2计算出摩托车满载时的当量惯量J，配置组合好惯量盘并将离合器20安装到位。
1、设置好坡道阻力矩MT和配置当量惯量J后，启动电动缸8，以推杆机构使离合器20分离；
2、以摩托车实际起步档的速度（按各不同离合器要求）使离合转动，这时的离合器为脱开状态，试验台的输出轴22并未转动只是离合器20的外罩在转，空载。
3、推拉杆16工作，使离合器20结合，托动输出轴22随之转动，这时离合器20带动的阻力矩MT和配置当量惯量J的载荷相当于在选定的坡道（度数）上满载摩托车质量启动。当输出轴22的转速与给定离合器20的转速相同时，视为一次启动完成。直接拖动数分钟，等于摩托车在坡道上起步一次。
4、推/拉杆16工作使离合器20分离，同时制动器制动，使输出轴22静止，为一次爬坡道启动完成。依次类推可反复进行，直至离合器20失效。亦可根据大排量离合器20，增大坡道阻力距和配置惯量的设定，使试验时间缩短，
以机构装置完成自动摸拟爬坡功能进行离合器20耐久性性能测试，试验载荷以测功机32输入可设置，不受承重量的限制，不受离合器20类型限制，在实验室条件下自动完成，这样就代替了在试验台上需进行8×104次离合试验，代替了人为驾驶摩托车在坡道上进行试验的艰苦劳动。节约了人力、物力、时间、节约试验时间达到10倍以上。并且排除了一切人为因素的影响，数据的可比性更为可靠。更易操作，且更具备量化考核的准确性和可操作的一致性。
上述摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置的试验方法，包括以下步骤：
S1：输入信息：
1) 输入发动机启步挡转速换算到离合器20上的转速；
2) 在4~12°坡道范围内输入离合器20的坡道阻力矩；
3) 在1800CC排量范围内，输入摩托车满载质量的当量惯量配置；
4) 在1~4秒范围内，设置摩托车离合器20试验结合时间；
5) 开发或研制的离合器20可设置出试验用不同要求的坡道阻力矩及当量惯量；
S2：实施步骤：
1) 在试验箱18内安装离合器20，离合器20安装在试验箱18内的固定小轴21上固定；
2) 通过手轮1调整移动滑板使顶/拉轴顶住离合器20、顶套轴承位置以不留间隙为准；并使箱内油位浸在离合器20周围1/4处；
3) 锁紧电动缸8后启动电动缸8，使离合器20分离1~3mm；
4) 动力源通过配对齿轮传给离合器20，此时离合器20为分离状态，输出端为静止状态；
5) 给测功机32输入阻力矩，配置当量惯量；
6) 按规定要求启动电动缸，合上离合器，使输出轴转速与给定的转速同步，为一次坡道启动完成；
7) 以此类推，连续进行；每分钟两次至离合器20失效，计其启动爬坡次数的多少，来衡量离合器20的耐久性特性；
8) 根据不同排量离合器20的质量选择相适应的当量惯量和坡道阻力距， 或选择增大坡道阻力距和配置惯量的设置，可在4~12°坡道和1800CC排量范围内，自行设置耐久性试验参数进行试验。
采取该模拟自动爬坡试验， 排除了人为爬坡的不定量因素和气候条件的影响，在实验室条件下，在同一台试验台上实现多品种多型式的离合器进行自动模拟爬坡性能测试方式，完成耐久性性能试验， 测试条件是一致的，操作是无外来因素干扰的，数据的可靠性和一致性是得到了保证。
二、离合器在试验箱内的安装位置
1、手动离合器安装在试验箱18内的安装位置如图2所示；
2、自动离合器安装在试验箱18内的安装位置如图3所示；
3、所有油浴式离合器离均可安装在试验箱18内进行测试；
4、模拟自动爬坡试验功能完成方式：
将离合器20安装在试验台的输出轴22上，该轴相当于摩托车发动机内的主轴，将离合器20的转速设置为发动机起步档的相应转速，由主电机输入给离合器20，模拟爬坡试验时的阻力阻坡道为 4-12度可选择，确定摩托车满载时的当量惯量J，配置组合好惯量盘，将离合器20安装到位。离合器20设有固定小轴21外侧，离合器20前后两侧分别设置固定小轴21及拉力小轴50；固定小轴21上方设有传动小轴48，传动小轴48的前端设有传动齿49；手动离合器20的中心为拉杆52。
1）在计算机按模拟爬坡试验功能信息栏填写完基本试验参数选择好坡道阻力矩MT和配置当量惯量J后，启动电动缸8，推杆机构使离合器20分离；
2）以摩托车实际起步档的速度，使离合转动，这时的离合器20为脱开状态，试验台的输出轴22并未转动只是离合器外罩47在转；
3）推/拉杆16后退使离合器20结合，开始托动输出轴22随之转动，这时离合器20带动的阻力矩MT和配置当量惯量J的载荷相当于在选定的坡道（度数）上满载起步。当输出轴22的转速与给定离合器20的转速相同时，视为一次启动完成。可直接拖动数分钟，等于摩托车在坡道上起步一次；
4）推/拉杆16工作使离合器20分离，同时制动器制动使输出轴22静止，为一次坡道启动完成。依次类推可反复进行，直至离合器20失效。
5）亦可增大坡道阻力距和配置惯量设置进行试验，可加大试验量程和缩短试验时间，进行衡量耐久性的内在品质。
本发明在综合试验台上发明了模拟爬坡试验，以代替人为爬坡试验，更易操作且节约人力、物力。
本发明中未做详细描述的内容均为现有技术。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置，其特征在于，包括托板底座（7）、试验箱（18）、测功机（32）及惯量轴（35），所述托板底座（7）与试验箱（18）之间设有传感器（12），所述托板底座（7）内设有丝杠座板（4）、移动托板（6）、电动缸（8）；所述移动托板（6）上安装电动缸（8），电动缸（8）的出轴端与传感器（12）和推/拉杆（16）连接为一体，随电动缸（8）同时运动；
所述试验箱（18）内设有离合器（20）及输出轴（22），所述输出轴（22）通过第一联轴器（31）与测功机（32）联接并同轴，所述测功机（32）通过第二联轴器（33）与惯量轴（35）联接。
2.根据权利要求1所述的一种摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置，其特征在于，所述托板底座（7）远离试验箱（18）的一端通过锁紧母（2）及铜套（3）将丝杠座板（4）与手轮（1）进行连接，通过手轮（1）的左右旋转使移动托板（6）前后移动。
3.根据权利要求1所述的一种摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置，其特征在于，所述电动缸（8）的出轴端通过第一圆螺母（9）及锁紧螺栓（5）、第一关节轴承（10）、第一联接端钉（11）将传感器（12）和推/拉杆（16）连接为一体，随电动缸（8）同时运动。
4.根据权利要求1所述的一种摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置，其特征在于，所述推/拉杆（16）安装在试验箱（18）的滑套（17）内，并使其与输出轴（22）同轴线，并在推拉杆（16）前端安装推力小轴（19）；被测离合器安装在输出轴（22）前端的固定小轴（21）上。
5.根据权利要求1所述的一种摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置，其特征在于，所述输出轴（22）由第一轴承（24）、轴承套（23）、第三圆螺母（25）、压盖（26）、第二轴承（27）、第一轴承隔套（28）、第一轴承压盖（29）构成，固定在试验箱（18）上并与推/拉杆（16）同轴线。
6.根据权利要求1所述的一种摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置，其特征在于，在所述惯量轴（35）上安装制动盘（36），同时惯量轴（35）安装在惯量座（39）内；所述惯量轴（35）上还装有第二轴承隔套（43）、滚动轴承（44）。
7.根据权利要求1所述的一种摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置，其特征在于，制动器安装在制动器固定座（45）上，惯量盘组合（41）安装在惯量轴（35）尾部，同时安装了惯量盘防护罩（40）。
8.根据权利要求1所述的一种摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置，其特征在于，所述传感器（12）的两端通过第一联接端钉（11）及第二联接端钉（13）分别与电动缸（8）的第一关节轴承（10）及推/拉杆（16）的第二关节轴承（14）连接。
9.根据权利要求1所述的一种摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置，其特征在于，所述第一联轴器（31）及第二联轴器（33）分别通过第一联轴器螺栓（30）及第二联轴器螺栓（34）与测功机（32）同轴连接。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种摩托车离合器性能试验台模拟自动爬坡装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：输入信息：
1) 输入发动机启步挡转速换算到离合器（20）上的转速；
2) 在4~12°坡道范围内输入离合器（20）的坡道阻力矩；
3) 在1800CC排量范围内，输入摩托车满载质量的当量惯量配置；
4) 在1~4秒范围内，设置摩托车离合器（20）试验结合时间；
5) 开发或研制的离合器（20）可设置出试验用不同要求的坡道阻力矩及当量惯量；
S2：实施步骤：
1) 在试验箱（18）内安装离合器（20），离合器（20）安装在试验箱（18）内的固定小轴（21）上固定；
2) 通过手轮（1）调整移动滑板使顶/拉轴顶住离合器（20）、顶套轴承位置以不留间隙为准；并使箱内油位浸在离合器（20）周围1/4处；
3) 锁紧电动缸（8）后启动电动缸（8），使离合器（20）分离1~3mm；
4) 动力源通过配对齿轮传给离合器（20），此时离合器（20）为分离状态，输出端为静止状态；
5) 给测功机（32）输入阻力矩，配置当量惯量；
6) 按规定要求启动电动缸（8），0.5秒-3秒合上离合器（20），使输出轴（22）转速与给定的转速同步，为一次坡道启动完成；
7) 以此类推，连续进行；每分钟两次至离合器（20）失效，计其启动爬坡次数的多少，来衡量离合器（20）的耐久性特性；
8) 根据不同排量离合器（20）的质量选择相适应的当量惯量和坡道阻力距，或选择增大坡道阻力距和配置惯量的设置，可在4~12°坡道和1800CC排量范围内，自行设置耐久性试验参数进行试验。
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